鋳物 鋳造加工のご案内 | 名古屋近郊愛知県のフルステージ

鋳造（ちゅうぞう）とは、金属材料(鉄・アルミ・銅など)を融点よりも高い温度で熱して液体(溶融金属)にし、
型(鋳型）に流し込み、 冷やして目的の形状に固める加工方法です。
鋳造に使用する型のことを鋳型（いがた）といい、鋳造でできた製品のことを鋳物（いもの）と言います。
鋳造は、あたかも水のように自由な形状になることができるような液体となった金属（溶解金属）を型(鋳型）に流し込む加工方法
ですので、固体の金属に対して行う他の金属加工方法では難しいような複雑な形状を造形することができます。

鋳造加工は紀元前から行われていたと言われるように大変歴史のある加工方法です。
日本でも、古くから仏像や寺の梵鐘で鋳物を見ることができます。
現代では、自動車部品、産業用機械、家電製品部品や花ビン、置物、鉄鍋のような日用品にまで広く鋳物品が用いられています。

鋳造加工に用いる代表的な鉄材料、鋳鉄（ちゅうてつ）とは、炭素(C)を2.1%以上含む鉄の合金です。
炭素を含むことで融点が下がり、純鉄の融点が1530℃に対して、鋳鉄の融点は1200℃程度であり、鋳鉄は鋳造加工に用いられています。
鋳鉄には、炭素(C)の他にケイ素（Si）、マンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）が含まれており、
これらの添加成分の比率によって特性が変わります。

鋳鉄の中でも最も一般的な「ねずみ鋳鉄」は、「凝固時の収縮が少なく、鋳造性が高く、振動吸収性があり、硬くても加工しやすく、
熱衝撃に強く、腐食に強く、耐摩耗性がある」 と言った特性を持っており、広く鋳造加工の材料として用いられております。

アルミ鋳物とは、アルミニウムを溶かして、砂等で作成した鋳型に流し込んで作る製品のことです。
アルミは融点が約660℃と低く、溶解が容易ですので、アルミ鋳造加工により、複雑な形・模様を作ることができます。
アルミ鋳造加工に用いるアルミ合金は鋳型の中での流動性が大変良く、型への充填がしやすく、
肉厚の薄い複雑な形状の鋳物を造ることができ、様々な部品に使用されています。
アルミ鋳物の特徴は、「アルミは鉄に比べ約3分の１の重さで軽い」、「アルミ鋳物は加工性に富み、様々な形に成形しやすい」、
また、「アルミは再生が容易でリサイクル性に優れいている」と 言った特徴も持っております。

溶融金属を注入して鋳物を作るための型を鋳型（いがた）と言いますが、鋳型で最も代表的なものが砂型です。
砂型には、鋳造用木型（木型模型）を雄型として鋳造用の砂で作った雌型の鋳型に直接溶融金属を注ぐ方式の生型(なまがた)と、
生型を乾燥して注湯する乾燥型がありますが、何れにしても、鋳造加工で複雑な形状を作る為には鋳型が大切な役割を担っております。
そしてこの重要な鋳型を形作るのが、鋳造用木型（模型とも言います）です。
従って、「如何に木型模型を上手に作るか」が、鋳造加工の要とも言えます。
言い替えれば、「木型模型が製造可能であればどのような形の金属も製造可能である。」とも言えます。
名西テクモは鋳造用模型メーカーとして40年余りの実績があり、 鋳造用模型のノウハウを熟知しております。

<写真1>鋳造品	<写真2>木型	<写真3>中子取り	<写真4>中子取り

<写真1>は鋳鉄（FC250）の鋳造品です。
この 鋳物を製作するために必要な鋳造木型（模型）が<写真２>です。
この木型は手込み（機械を使わず”溶湯”（ようとう＝溶けた金属のこと）を手で砂型に流し込むこと）で鋳造するための模型です。
鋳型を製作してから、砂から木型を引き抜くために模型が2つに分割されています。
完成した鋳造品<写真1>と模型<写真2>の形状が異なるのは、<写真３>、<写真４>の"中子取り"木型を使い、穴と、模型に現れていない外形部分の鋳型を製作するためです。
<写真３>が"寄せ中子取り"木型で、鋳物のくぼんでいる部分の鋳型（寄せ）を作る中子です。
<写真４>は穴をあけるための”中子取り”木型です。
（中子とは、鋳物の中に穴を空けたりするのに使用する型のことで、アンパンに例えれば、中子とはあんの部分にあたるもののことを言います。 上記のように、複雑な木型（中子取り）の組み合わせで、自由自在に複雑な形状の鋳物ができます。
この型に中子を作るための木型を"中子取り"と言います。）

<写真5>木型	<写真6>中子取り	<写真7>中子取り	<写真8>鋳造品

<写真５>は、<写真２>（木型）の下型のみを写したものです。
この部分はすべて"幅木"（はばぎ）と呼ばれるもので、鋳込むときには、ここすべてに中子が入ります。
中子取りを<写真３><写真４>の状態で砂を入れ中子を作ります。
中子取りは、<写真6><写真７>のように分解でき、空洞の部分が中子になります。
<写真8>を見れば穴の形状が<写真7>の空洞部のようになっていることが確認できます。

<写真9>マッチプレート	<写真10>発泡スチロール型	<写真11>木型

鋳造法や木型の形状、必要な鋳物の数などによって木型の材質、形状も変わります。
<写真9>は機械込みで鋳造する為につくられた型で、マッチプレートと言います。
定盤（板）の上に貼り付けられた対称の部分が鋳物になりますが、この模型では、鋳物になるべき部分以外に溶解した金属が
スムーズに通るための通路である堰（せき）、湯道（ゆみち）なども貼り付けられています。
写真では見えていない定盤の裏側にも表と同じような模型が貼られており、
上面、下面両方を込めて合せて鋳込むことによって鋳物が完成します。

<写真10><写真11>はいずれも手込みの模型ですが<写真１0>は発泡スチロールで作られた焼失模型（発泡スチロール型）であり、
鋳型をひとつ作ったら使えなくなりますが、材料が安価であるのでひとつだけ鋳物を作るのに適しています。
<写真11>は木型です。木型は同じ形の鋳物が数個必要なときに適した模型です。